JP2016038433A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置に係り、特に高精細画面を有する横電界駆動方式の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a horizontal electric field drive type liquid crystal display device having a high-definition screen.
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して対向基板が配置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。 In a liquid crystal display device, a TFT substrate in which pixels having pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix and a counter substrate are arranged opposite the TFT substrate, and liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. ing. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel. Since liquid crystal display devices are flat and lightweight, they are used in various fields. Small liquid crystal display devices are widely used for mobile phones, DSCs (Digital Still Cameras), and the like.
液晶表示装置では、TFT基板と対向基板との間隔を規定する必要があるが、この間隔は、対向基板、あるいはTFT基板に柱状スペーサを形成することによって規定する方法が間隔の精度を高く保つことができる。特許文献1には、対向基板の側に柱状スペーサを形成し、この柱状スペーサをTFT基板側のTFTが形成された部分、すなわち、画素の端部に当接させてTFT基板と対向基板の間隔を保つ構成が記載されている。 In a liquid crystal display device, it is necessary to define the distance between the TFT substrate and the counter substrate, but this distance is defined by forming a columnar spacer on the counter substrate or the TFT substrate to maintain high accuracy of the distance. Can do. In Patent Document 1, a columnar spacer is formed on the counter substrate side, and this columnar spacer is brought into contact with a portion where the TFT on the TFT substrate side is formed, that is, an end portion of the pixel. A configuration for maintaining the above is described.
液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるIPS(In Plane Switching)方式が優れた特性を有している。 A viewing angle characteristic is a problem in a liquid crystal display device. The viewing angle characteristic is a phenomenon in which luminance changes or chromaticity changes when the screen is viewed from the front and when viewed from an oblique direction. The viewing angle characteristic is excellent in an IPS (In Plane Switching) system in which liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field.
IPS方式も種々存在するが、例えば、コモン電極を平面ベタで形成し、その上に、絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極を配置し、画素電極とコモン電極の間に発生する電界によって液晶分子を回転させる方式が、比較的、透過率を大きくすることが出来るので、現在主流となっている。一方、画面が高精細になってくると画素の面積も小さくなるので、画素電極を構成する櫛歯電極が1本しか存在できなくなる。 There are various types of IPS systems. For example, a common electrode is formed with a flat solid surface, and a comb-like pixel electrode is disposed on the common electrode, and an electric field generated between the pixel electrode and the common electrode is used. The method of rotating liquid crystal molecules is currently mainstream because the transmittance can be relatively increased. On the other hand, when the screen becomes high definition, the area of the pixel also decreases, so that only one comb-shaped electrode constituting the pixel electrode can exist.
IPS方式において、画素内に液晶分子の回転の方向が異なる領域が存在すると、液晶が順方向に回転する領域と逆方向に回転する領域の境界に、いわゆるドメインが発生する。ドメインにおいては、黒表示の時は光漏れや光の散乱が生じ、白表示の時には光が透過しない領域となる。このドメインは、一般には、スジ状に透過率が低い部分、あるいは、透過率が高い部分が発生するものであり、画面の輝度やコントラストに悪影響を与える。 In the IPS system, when there are regions in the pixel in which the liquid crystal molecules rotate in different directions, a so-called domain is generated at the boundary between the region in which the liquid crystal rotates in the forward direction and the region in which the liquid crystal rotates in the reverse direction. In the domain, light leakage or light scattering occurs during black display, and light does not transmit during white display. This domain generally has a streak-like portion having a low transmittance or a portion having a high transmittance, and adversely affects the brightness and contrast of the screen.
本発明の課題は、IPS方式の液晶表示装置において、画素電極の櫛歯電極が1本になった場合において、ドメインの発生を抑制することである。 An object of the present invention is to suppress the occurrence of a domain when the number of comb-teeth electrodes of a pixel electrode is one in an IPS liquid crystal display device.
本発明は上記課題を克服するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above-mentioned problems, and main specific means are as follows.
(1)画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。 (1) A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a liquid crystal is sandwiched between a counter substrate, and the pixel includes a planar electrode on a common electrode An interlayer insulating film is formed, and a pixel electrode is formed thereon. A distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer, and the pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion. The tip of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view.
(2)前記画素電極の前記櫛歯状電極の先端は屈曲し、幅が端部に向かって除々に狭くなっていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (2) The liquid crystal display device according to (1), wherein the tip of the comb-like electrode of the pixel electrode is bent and the width is gradually narrowed toward the end.
(3)画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の前記コンタクト部は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。 (3) A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a liquid crystal is sandwiched between a counter substrate and the pixel has a flat electrode on a common electrode An interlayer insulating film is formed, and a pixel electrode is formed thereon. A distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer, and the pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion. The liquid crystal display device is characterized in that the contact portion of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer in a plan view.
(4)前記コンタクト部に対する前記櫛歯状電極のつけ根は、平面で見て前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする(3)に記載の液晶表示装置。 (4) The liquid crystal display device according to (3), wherein a base of the comb-like electrode with respect to the contact portion overlaps with the columnar spacer as viewed in a plan view.
(5)前記コンタクト部はコーナー部を有し、前記コーナー部は、
平面で見て前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする(3)に記載の液晶表示装置。
(5) The contact portion has a corner portion, and the corner portion is
The liquid crystal display device according to (3), wherein the liquid crystal display device overlaps with the columnar spacer as viewed in a plane.
(6)画素電極とTFTを有する画素がマトリクス状に形成され、対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素において、平面状に形成された画素電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上にスリットを有するコモン電極が形成され、前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、前記コモン電極の前記スリットの先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。 (6) A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a liquid crystal is sandwiched between a counter substrate, wherein the pixels are formed on the pixel electrodes formed in a planar shape. An interlayer insulating film is formed, and a common electrode having a slit is formed thereon, a distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer, and a tip of the slit of the common electrode is seen in a plan view A liquid crystal display device which overlaps with the columnar spacer.
(7)前記コモン電極の前記スリットの先端は屈曲しており、端部に向かって除々に幅が狭くなる構成であることを特徴とする(6)に記載の液晶表示装置。 (7) The liquid crystal display device according to (6), wherein a tip of the slit of the common electrode is bent, and the width gradually decreases toward the end.
本発明による具体的な画素構造を説明する前に、本発明が適用される液晶表示装置の構造を説明する。図1は、本発明が適用される液晶表示装置の断面図である。図1におけるTFTは、いわゆるトップゲートタイプのTFTであり、使用される半導体としては、LTPS(Low Temperature Poli−Si)が使用されている。一方、a−Si半導体を使用した場合は、いわゆるボトムゲート方式のTFTが多く用いられる。以後の説明では、トップゲート方式のTFTを用いた場合を例にして説明するが、ボトムゲート方式のTFTを用いた場合についても、本発明を適用することが出来る。 Before describing a specific pixel structure according to the present invention, a structure of a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. The TFT in FIG. 1 is a so-called top gate type TFT, and LTPS (Low Temperature Poly-Si) is used as a semiconductor to be used. On the other hand, when an a-Si semiconductor is used, a so-called bottom gate type TFT is often used. In the following description, a case where a top gate type TFT is used will be described as an example. However, the present invention can also be applied to a case where a bottom gate type TFT is used.
図1において、ガラス基板100の上にSiNからなる第1下地膜101およびSiO2からなる第2下地膜102がCVD(Chemical Vapor Deposition)によって形成される。第1下地膜101および第2下地膜102の役割はガラス基板100からの不純物が半導体層103を汚染することを防止することである。
In FIG. 1, a
第2下地膜102の上には半導体層103が形成される。この半導体層103は第2下地膜102に上にCVDによってa−Si膜を形成し、これをレーザアニールすることによってpoly−Si膜に変換したものである。このpoly−Si膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。
A
半導体層103の上にはゲート絶縁膜104が形成される。このゲート絶縁膜104はTEOS(テトラエトキシシラン)によるSiO2膜である。この膜もCVDによって形成される。その上にゲート電極105が形成される。ゲート電極105は図2に示す走査線10が兼ねている。ゲート電極105は例えば、MoW膜によって形成される。ゲート電極105あるいは走査線10の抵抗を小さくする必要があるときはAl合金が使用される。
A
ゲート電極105はフォトリソグラフィによってパターニングされるが、このパターニングの際に、イオンインプランテーションによって、リンあるいはボロン等の不純物をpoly−Si層にドープしてpoly−Si層にソースSあるいはドレインDを形成する。また、ゲート電極105のパターニングの際のフォトレジストを利用して、poly−Si層のチャネル層と、ソースSあるいはドレインDとの間にLDD(Lightly Doped Drain)層を形成する。
The
その後、ゲート電極105を覆って第1層間絶縁膜106をSiO2によって形成する。第1層間絶縁膜106はゲート配線105とコンタクト電極107を絶縁するためである。第1層間絶縁膜106およびゲート絶縁膜104には、半導体層103のソース部Sをコンタクト電極107と接続するためのスルーホール120が形成される。第1層間絶縁膜106とゲート絶縁膜104にスルーホール120を形成するためのフォトリソグラフィは同時に行われる。
Thereafter, a first
第1層間絶縁膜106の上にコンタクト電極107が形成される。コンタクト電極107は、スルーホール130を介して画素電極112と接続する。TFTのドレインDは、図示しない部分において図2に示す映像信号線20とスルーホール140を介して接続している。
A
コンタクト電極107および映像信号線は、同層で、同時に形成される。コンタクト電極107および映像信号線(以後コンタクト電極107で代表させる)は、抵抗を小さくするために、例えば、AlSi合金が使用される。AlSi合金はヒロックを発生したり、Alが他の層に拡散したりするので、例えば、図示しないMoWによるバリア層、およびキャップ層によってAlSiをサンドイッチする構造がとられている。
The
コンタクト電極107を覆って無機パッシベーション膜(絶縁膜)108を形成し、TFT全体を保護する。無機パッシベーション膜108は第1下地膜101と同様にCVDによって形成される。無機パッシベーション膜108を覆って有機パッシベーション膜109が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性のアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜109は、アクリル樹脂の他、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等でも形成することが出来る。有機パッシベーション膜109は平坦化膜としての役割を持っているので、厚く形成される。有機パッシベーション膜109の膜厚は1〜4μmであるが、多くの場合は2μm程度である。
An inorganic passivation film (insulating film) 108 is formed covering the
画素電極110とコンタクト電極107との導通を取るために、無機パッシベーション膜108および有機パッシベーション膜109にスルーホール130が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性の樹脂を使用している。感光性の樹脂を塗付後、この樹脂を露光すると、光が当たった部分のみが特定の現像液に溶解する。すなわち、感光性樹脂を用いることによって、フォトレジストの形成を省略することが出来る。有機パッシベーション膜109にスルーホール130を形成したあと、230℃程度で有機パッシベーション膜を焼成することによって有機パッシベーション膜109が完成する。
In order to establish conduction between the
その後コモン電極110となるITO(Indium Tin Oxide)をスパッタリングによって形成し、スルーホール130およびその周辺からITOを除去するようにパターニングする。コモン電極110は各画素共通に平面状に形成することが出来る。その後、第2層間絶縁膜111となるSiNをCVDによって全面に形成する。その後、スルーホール130内において、コンタクト電極107と画素電極112の導通をとるためのスルーホールを第2層間絶縁膜111および無機パッシベーション膜108に形成する。その後、ITOをスパッタリングによって形成し、パターニングして画素電極112を形成する。図2以後に本発明における画素電極112の平面形状を示す。
Thereafter, ITO (Indium Tin Oxide) to be the
第2層間絶縁膜111の上に柱状スペーサ30を形成する。なお、柱状スペーサ30は画素電極112の一部を覆っている。柱状スペーサ30は、有機パッシベーション膜109と同じ材料によって形成することができる。有機材料をTFT基板100と対向電極200の間隔に対応する厚さに形成し、乾燥した後、フォトリソグラフィによって、不要な部分を除去し、焼成して柱状スペーサ30を形成する。図1において、柱状スペーサ30は、画素電極112の一部と重畳している。柱状スペーサ30を画素電極112と重畳させることによって、この部分における液晶分子301の逆回転を防止し、ドメインの発生を防止している。
図1では、柱状スペーサ30は、TFT基板100側に形成しているが、対向基板200側に形成してもよい。しかし、画素電極112の特定部分とのみ柱状スペーサ30を重畳させるので、柱状スペーサ30の位置精度が重要になる。TFT基板100側に柱状スペーサ30を形成すれば、画素電極112との位置は、マスク合わせの精度で決めることができる。これに対して、柱状スペーサ30を対向基板200側に形成すると、柱状スペーサ30と画素電極112の位置は、TFT基板100と対向基板200の合わせ精度によることになるので、TFT基板100側に柱状スペーサ30を形成したほうが、高い精度で柱状スペーサ30と画素電極112を合わせることができる。
In FIG. 1, the
画素電極112、層間絶縁膜111および柱状スペーサ30の上に配向膜材料をフレキソ印刷あるいはインクジェット等によって塗布し、焼成して配向膜113を形成する。配向膜112は、層間絶縁膜111、画素電極112、柱状スペーサ30を覆って形成するが、柱状スペーサ30は高さがあるので、レベリングによって、柱状スペーサ30の上の配向膜113は非常に薄くなっている。配向膜113の配向処理にはラビング法のほか偏光紫外線による光配向が用いられる。
An alignment film material is applied onto the
画素電極112とコモン電極110の間に電圧が印加されると図1に示すような電気力線が発生する。この電界によって液晶分子301を回転させ、液晶層300を通過する光の量を画素毎に制御することによって画像を形成する。
When a voltage is applied between the
図1において、液晶層300を挟んで対向基板200が配置されている。対向基板200の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタが形成されており、これによってカラー画像が形成される。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成され、画像のコントラストを向上させている。
In FIG. 1, a
なお、ブラックマトリクス202はTFTの遮光膜としての役割も有し、TFTに光電流が流れることを防止している。また、柱状スペーサ30の付近は、液晶の配向が乱れるので、ブラックマトリクス202は、この部分における光漏れを防止する役割も有している。
Note that the
カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜203によって表面を平らにしている。オーバーコート膜203の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜113が形成される。配向膜113の配向処理はTFT基板100側の配向膜113と同様、ラビング法あるいは光配向法が用いられる。なお、対向基板200側に柱状スペーサ30が形成される場合は、オーバーコート膜203の上に形成される。
An
以上の構成は例であり、例えば、品種によってTFT基板100における無機パッシベーション膜108が形成されていない場合もある。また、スルーホール130の形成プロセスも品種によって異なる場合がある。以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
The above configuration is an example. For example, the
図2は本発明の実施例1を示す画素部の透視平面図である。走査線10と映像信号線20とで囲まれた領域に画素電極112が形成されている。画素電極112は1本の櫛歯状の電極である。画素の幅が小さくなると画素内に複数の櫛歯状電極を配置することが出来ない。
FIG. 2 is a perspective plan view of the pixel portion showing Embodiment 1 of the present invention. A
図2において、映像信号線20と画素電極112の間に半導体層103が形成されている。半導体層103は映像信号線20とスルーホール140を介して接続し、また、コンタクト電極107とスルーホール120を介して接続している。半導体層103はスルーホール120とスルーホール140の間をコの字状に延在し、走査線10の下を2回通過する。図2では走査線10がゲート電極105の役割をしているので、TFTはダブルゲートとなっている。各電極あるいは配線の断面方向の位置は図1で説明したとおりである。
In FIG. 2, a
画素電極112の長軸は走査線10と直角方向、すなわち、映像信号線20の延在方向である。配向膜113の配向方向ALは図2に示すように、映像信号線20の延在方向とは所定の角度傾いている。この角度は5度乃至20度である。電界による液晶分子301の回転方向を規定するためである。画素電極112の先端では液晶分子301の回転方向が不安定になり、ドメインが発生するので、これを防止するために画素電極112の先端は屈曲し、端部に向かって除々に幅が狭くなっている。
The major axis of the
画素電極112はスルーホール130を介してコンタクト電極107と接続し、TFTを通して映像信号の供給を受ける。スルーホール130は大きく形成されるので、画素電極112とコンタクト電極107との接続の領域を十分にとるために、画素電極112のコンタクト部1121は幅広く形成する。
The
図2において、走査線10と映像信号線20の交差部に柱状スペーサ30が形成されている。また、画素電極112の先端は、映像信号線20付近まで延在し、平面で見て、柱状スペーサ30と重畳している。これによって、画素電極112の先端付近の、液晶分子301が逆回転をおこしやすい領域には、液晶が存在しないので、ドメインの発生を抑えることができる。
In FIG. 2,
図3は、画素電極112の形状を示す平面図である。図3において、画素電極112は、1本の櫛歯電極とコンタクト部1121とから形成されている。櫛歯電極の幅pwは2乃至4μmである。コンタクト部1121は、スルーホール130に対応するために、幅が広くなっている。コンタクト部はコーナー部に肩部1122を有しており、櫛歯電極がコンタクト部1121と接続する部分は付け根部1123となっている。肩部1122はコーナー部1122と呼んでもよい。画素電極112の先端は、ドメインの発生を防止するために、屈曲し、かつ3角形状に先端が尖っている。以下に、ドメインの発生と画素電極の関係、および本発明の構成を説明する。
FIG. 3 is a plan view showing the shape of the
図4は、画素電極112の先端に屈曲部も、3角形状に先端が尖っている部分も存在せず、単に矩形となっている場合の液晶の配向を示す平面図である。図4において、画素電極112の下には層間絶縁膜を介して平面状にコモン電極が存在している。画素電極112に電圧が印加されると、コモン電極との間に、平面で見て、矢印Eで示すような電界が発生する。一方、液晶分子301は、ALの方向に初期配向されているので、画素電極112に電圧が印加されると、液晶分子301は矢印のように回転する。液晶分子301は正の誘電率異方性を有している場合、液晶分子301の長軸が電界の方向に揃うように再配向する。この液晶分子301の回転の向きがドメインの発生に関係する。なお、液晶分子301が負の誘電率異方性を持つ場合は、液晶分子301の短軸が電界の方向に揃うように再配向する。考え方は同じなので、以後、液晶分子が正の誘電率異方性をもつものとして説明する。
FIG. 4 is a plan view showing the alignment of the liquid crystal when the
図4において、画素電極112の長辺に近い液晶分子301は、画素電極112に電圧をかけると矢印のように、時計方向に回転する。画素電極112の右側と左側は、いずれも、液晶分子301は時計方向に回転する。一方、画素電極112の短辺に近い液晶分子は、画素電極112に電圧を印加すると、反時計周りに回転する。そうすると、画素電極112の長辺と短辺の境目の近傍において、液晶分子301の回転方向が相反する領域である、ドメインが発生し、画質を劣化させる。
In FIG. 4, the
図5は、ドメインを防止するために、画素電極112の先端を屈曲させ、かつ、3角形状に尖らせた形状としたものである。図5の画素電極112の先端部分においても、電界によって液晶分子301が再配向する方向は、矢印で示すように時計回りである。したがって、図5の形状であれば、画素電極112の先端においても、ドメインの発生を抑えることができる。
FIG. 5 shows a shape in which the tip of the
しかし、図5は画素電極112を理想的にパターニングできた場合である。実際には、パターニングした後は、画素電極112の先端は、図6に示すように、なまって、丸くなる。図6において、画素電極112の先端の電界は、画素電極112の接線と直角方向に発生する。この部分においては、図6に示すように、液晶分子301を反時計回りに回転させるような電界が発生する。一方、画素電極112の先端以外の部分では、液晶分子301は時計回りに回転するので、画素電極112の先端付近にドメインが発生することになる。図6の画素電極112で発生するドメインの範囲は、図4の画素電極112で発生するドメインの範囲よりは小さい。しかし、ドメインは、周囲の液晶の配列に影響を及ぼすので、ドメインの影響は、電界の向きが不規則になる領域よりも広い範囲にわたる。
However, FIG. 5 shows a case where the
本発明は、図7に示すように、柱状スペーサ30を平面で見て、画素電極112の先端と重畳させ、液晶分子301を逆回転させる領域には、液晶分子301を存在させないようにすることによって、ドメインの発生を防止するものである。
In the present invention, as shown in FIG. 7, the
図7において、柱状スペーサ30が存在することにより、液晶分子301の初期配向が乱されることによって液晶分子の回転の方向に影響が生ずる場合もあるが、この影響は軽微である。また、図7は、柱状スペーサ30の平面が円の場合であるが、他の形状であってもよい。この場合、柱状スペーサ30の存在による液晶分子301の初期配向の乱れと液晶分子301の回転方向の兼ね合いで柱状スペーサ30の平面形状を決める必要がある。
In FIG. 7, the presence of the
以上のように、本実施例によれば、画素電極112の先端部が柱状スペーサ30と重畳しているため、逆回転する液晶分子が殆ど存在しなくなるので、ドメインの発生を抑えることが出来、高精細となっても、高画質の液晶表示装置を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the tip end portion of the
図8は、本発明の第2の実施例を示す画素部の平面図である。図8の特徴は、平面で見て、画素電極112のコンタクト部1121が柱状スペーサ30と重畳していることである。これによって、画素電極112のコンタクト部1121付近におけるドメインの発生を防止することができる。図8のその他の構成は、実施例1の図2と同じである。
FIG. 8 is a plan view of a pixel portion showing a second embodiment of the present invention. The feature of FIG. 8 is that the
図9は、本実施例における画素電極112と柱状スペーサ30の関係を示す平面図である。図9において、画素電極112における、櫛歯電極のコンタクト部に対するつけ根1123付近は、平面で見て、柱状スペーサ30と重畳している。つけ根1123付近は、液晶分子301が反時計周りに回転する領域が存在しやすいので、この領域に柱状スペーサ30を配置することによって、この領域から液晶分子301を排除し、逆回転する液晶分子301を大幅に低減したものである。なお、図9において、画素電極112の右側肩部は傾斜となっており、液晶の逆回転が発生じづらい構成となっている。
FIG. 9 is a plan view showing the relationship between the
図10は、本実施例における画素電極112と柱状スペーサ30の関係の他の形態を示す平面図である。図10において、画素電極112の櫛歯電極のつけ根1123とコンタクト部1121のコーナー部1122は、平面で見て、柱状スペーサ30と重畳した構成となっている。
FIG. 10 is a plan view showing another form of the relationship between the
図10において、液晶分子301の初期配向方向は、矢印ALで記しているが、初期配向がこのような方向であると、画素電極112の左側のコンタクト部1121付近においてドメインが発生しやすい。本実施例は、平面で見て、柱状スペーサ30を画素電極112のコンタクト部の肩部1122付近とつけ根部1123付近に重畳して配置することによって、この領域における液晶分子301を排除し、ドメインの発生を防止している。
In FIG. 10, the initial alignment direction of the
このように、本実施例によれば、画素電極のコンタクト部付近におけるドメインの発生を抑えることができるので、高精細となっても、高画質の液晶表示装置を実現することができる。 As described above, according to this embodiment, since the generation of domains in the vicinity of the contact portion of the pixel electrode can be suppressed, a high-quality liquid crystal display device can be realized even when the resolution is high.
実施例1の構成と実施例2の構成を併用することによって、画素電極の先端部におけるドメイン発生と画素電極のコンタクト部付近におけるドメイン発生の両方を抑制することができる。しかし、柱状スペーサを画素電極と平面で見て重複させると、画素の透過率を低減させる。したがって、透過率とコントラストの兼ね合いによって、柱状スペーサを画素電極と重畳させる範囲を決めることになる。なお、柱状スペーサは、TFT基板側に形成しても、対向基板の側に形成してもよい。
以上では、平面状のコモン電極の上に、層間絶縁膜を介して、櫛歯電極を有する画素電極が配置している構成について、本発明を説明した。しかし、平面状の画素電極の上に層間絶縁膜を介してスリットを有するコモン電極が形成されている場合にも、同様な動作をさせることができる。この場合の、コモン電極に形成されたスリットも、画素のサイズが小さくなると、画素当たり1本のスリットしか形成することが出来なくなる。
By using both the configuration of the first embodiment and the configuration of the second embodiment, it is possible to suppress both domain generation at the tip portion of the pixel electrode and domain generation near the contact portion of the pixel electrode. However, if the columnar spacer is overlapped with the pixel electrode when seen in a plane, the transmittance of the pixel is reduced. Therefore, the range in which the columnar spacer is overlapped with the pixel electrode is determined by the balance between the transmittance and the contrast. Note that the columnar spacer may be formed on the TFT substrate side or on the counter substrate side.
In the above description, the present invention has been described with respect to the configuration in which the pixel electrode having the comb electrode is disposed on the planar common electrode via the interlayer insulating film. However, the same operation can be performed when a common electrode having a slit is formed on a planar pixel electrode through an interlayer insulating film. In this case, as for the slits formed in the common electrode, if the pixel size is reduced, only one slit can be formed per pixel.
この場合、上層のコモン電極に形成されるスリットに対して、実施例1で示したような構成とすることによって、本発明を適用することができる。すなわち、画素におけるコモン電極のスリットの先端を屈曲させるとともに、端部に近づくにしたがって、幅が狭くなるようにする。そして、スリットの先端を、平面で見て、柱状スペーサと重畳させることによって、コモン電極のスリット先端付近における液晶分子の逆回転を抑えることができる。 In this case, the present invention can be applied to the slit formed in the upper common electrode by adopting the configuration shown in the first embodiment. That is, the tip of the slit of the common electrode in the pixel is bent, and the width is narrowed as the end is approached. Then, the rotation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the slit tip of the common electrode can be suppressed by overlapping the column tip spacer with the columnar spacer as viewed from the top.
なお、画素電極の先端あるいは、コモン電極のスリットの先端を3角形状に尖った形にするように設計しても、実際の形は、図7に示すように、先端が丸くなる。すなわち、実際の画素電極、または、コモン電極のスリットは、先端が端部に向かって除々に細くなる構成となる。 Even if the tip of the pixel electrode or the slit of the common electrode is designed to be a triangular shape, the actual shape is rounded as shown in FIG. That is, the actual pixel electrode or the slit of the common electrode has a configuration in which the tip gradually becomes thinner toward the end.
また、以上の説明における図は、柱状スペーサの平面は円であるとしているが、液晶分子に対して、逆回転を生じさせないような平面形状であれば、柱状スペーサの平面形状は、矩形でも、楕円でもかまわない。また、以上の説明では、画素電極は先端が屈曲し、端部に向かって除々し幅が狭くなるような構成であるとしたが、画素電極の先端形状はこの形状に限らない。但し、画素電極の先端が、ドメインが発生しづらい形状であれば、柱状スペーサと画素電極との重畳する面積を小さくすることができるので、柱状スペーサが画素内に存在することによる輝度の低下を防止することができる。コモン電極に形成されたスリットの形状についても同様である。 Further, in the drawings in the above description, the plane of the columnar spacer is assumed to be a circle, but the plane shape of the columnar spacer may be rectangular as long as it is a plane shape that does not cause reverse rotation with respect to the liquid crystal molecules. An ellipse may be used. In the above description, the pixel electrode has a configuration in which the tip is bent and gradually decreases toward the end, but the tip shape of the pixel electrode is not limited to this shape. However, if the tip of the pixel electrode has a shape in which it is difficult for a domain to occur, the overlapping area between the columnar spacer and the pixel electrode can be reduced, so that the luminance is reduced due to the presence of the columnar spacer in the pixel. Can be prevented. The same applies to the shape of the slit formed in the common electrode.
10…走査線、 20…映像信号線、 30…柱状スペーサ、 100…TFT基板、 101…第1下地膜、 102…第2下地膜、 103…半導体層、 104…ゲート絶縁膜、 105…ゲート電極、 106…第1層間絶縁膜、 107…コンタクト電極、 108…無機パッシベーション膜、 109…有機パッシベーション膜、 110…コモン電極、 111…第2層間絶縁膜、 112…画素電極、 113…配向膜、 120…第1スルーホール、 130…第2スルーホール、 140…第3スルーホール、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、 203…オーバーコート膜、 300…液晶層、 301…液晶分子、 1121…画素電極コンタクト部、 1122…コンタクト部のコーナー部、 1123…櫛歯電極つけ根、 AL…配向方向、 D…ドレイン部、S…ソース部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、
前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、
前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and liquid crystal is sandwiched between a counter substrate,
In the pixel, an interlayer insulating film is formed on a common electrode formed in a planar shape, and a pixel electrode is formed thereon,
The distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer,
The pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion, and the tip of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view.
前記画素において、平面状に形成されたコモン電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上に画素電極が形成され、
前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、
前記画素電極は、1本の櫛歯状電極とコンタクト部を有し、前記櫛歯状電極の前記コンタクト部は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and liquid crystal is sandwiched between a counter substrate,
In the pixel, an interlayer insulating film is formed on a common electrode formed in a planar shape, and a pixel electrode is formed thereon,
The distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer,
The pixel electrode has one comb-like electrode and a contact portion, and the contact portion of the comb-like electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view. apparatus.
前記画素において、平面状に形成された画素電極の上に層間絶縁膜が形成され、その上にスリットを有するコモン電極が形成され、
前記TFT基板と前記対向基板の間隔は、柱状スペーサによって規定され、
前記コモン電極の前記スリットの先端は、平面で見て、前記柱状スペーサと重畳していることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which pixels having pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and liquid crystal is sandwiched between a counter substrate,
In the pixel, an interlayer insulating film is formed on a pixel electrode formed in a planar shape, and a common electrode having a slit is formed thereon,
The distance between the TFT substrate and the counter substrate is defined by a columnar spacer,
The liquid crystal display device, wherein a tip of the slit of the common electrode overlaps with the columnar spacer when seen in a plan view.
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